JP3582915B2 - スペクトル拡散通信方法および装置 - Google Patents
スペクトル拡散通信方法および装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3582915B2 JP3582915B2 JP27406395A JP27406395A JP3582915B2 JP 3582915 B2 JP3582915 B2 JP 3582915B2 JP 27406395 A JP27406395 A JP 27406395A JP 27406395 A JP27406395 A JP 27406395A JP 3582915 B2 JP3582915 B2 JP 3582915B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- data
- peak
- signal
- transmission timing
- power supply
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
- Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、商用電源を送るための電灯線等を、情報の伝送路とするスペクトル拡散通信方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電灯線は、すべての建物の部屋に設置されているので、建物内での伝送路とした場合、経済性、拡張性に富んだ情報伝送路である。しかし、電灯線には、照明灯、空調機器、ＴＶ等の各種の電気機器が接続されているので、これらの電気機器の使用状態によって、電灯線の伝送特性が変化する。例えば、ＴＶやスイッチング電源を使用している電灯線の場合には、位相特性が電源周波数に同期して急激に変化する。
【０００３】
このように、電灯線の伝送特性は、平坦ではなく、不安定であるので、良質な伝送が難しいという問題がある。電灯線を伝送路として用いる場合、その対策として、例えば、特開平４−２５２５３１号公報に示されるスペクトル拡散（ＳＳ）通信装置を使用する。このスペクトル拡散通信装置は、伝送路の伝送特性の変動に強い特徴がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のスペクトル拡散通信装置には、次のような欠点がある。従来のスペクトル拡散通信装置は、情報を送信するために、位相の異なる２つのＰＮ（Ｐｓｅｕｄｏ Ｎｏｉｓｅ：擬似雑音）系列符号を用いる。このために、ＰＮ系列符号を生成する回路等が２つ必要になる。また、従来のスペクトル拡散通信装置は、情報を受信するとき、同期追跡等の複雑な制御を必要とするので、回路構成が複雑になる。
【０００５】
この発明の目的は、このような欠点を除き、装置内部の回路数を減らし、かつ、回路構成を簡単にすることができるスペクトル拡散通信方法および装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
その目的を達成するため、請求項１の発明は、電灯線の商用電源波形から電源同期信号を生成し、データ「０」およびデータ「１」の送出タイミングを、データ「０」の送出タイミングとデータ「１」の送出タイミングの間に空白時間を入れて、電源同期信号を基にして生成し、あらかじめ決められた１種類の擬似雑音符号を、送信するデータに対応する送出タイミングで電灯線の商用電源波形に加え、電灯線の商用電源波形に加えられた情報を取り出し、取り出した情報と擬似雑音符号との相関値から複数の相関ピークのピーク値及びピーク位置を求め、求めたピーク値のうちしきい値以上のピーク値があらかじめ設定された数以上ピーク位置を認識するウィンドウ内にある場合に、しきい値以上のピーク値に対応する送出タイミングを調べて、データの種類を判別する。
【０００７】
請求項２の発明は、電灯線の商用電源波形に加えられた情報を取り出すと共に、電灯線の商用電源波形に、入力された符号系列を加えるインターフェース部と、電灯線の商用電源波形から電源同期信号を生成する同期信号生成部と、あらかじめ決められた１種類の擬似雑音符号を、入力された送出タイミングでインターフェース部に出力すると共に、インターフェース部が取り出した情報と擬似雑音符号との相関値から複数の相関ピークのピーク値及びピーク位置を求める変復調部と、データ「０」およびデータ「１」の送出タイミングをデータ「０」の送出タイミングとデータ「１」の送出タイミングの間に空白時間を入れて同期信号生成部からの電源同期信号を基にして生成し、送信するデータに対応する送出タイミングを変復調部に送ると共に、変復調部が求めたピーク値のうちしきい値以上のピーク値があらかじめ設定された数以上ピーク位置を認識するウィンドウ内にある場合に、しきい値以上のピーク値に対応する送出タイミングを調べて、データの種類を判別する通信制御部とを備える。
【０００８】
請求項２の発明では、同期信号生成部は、電灯線の商用電源波形から電源同期信号を生成する。通信制御部は、データ「０」およびデータ「１」の送出タイミングをデータ「０」の送出タイミングとデータ「１」の送出タイミングの間に空白時間を入れて同期信号生成部からの電源同期信号を基にして生成する。
【０００９】
データ「０」、「１」を送信するとき、通信制御部は、送信するデータに対応する送出タイミングを変復調部に送る。変復調部は、あらかじめ決められた１種類の擬似雑音符号を、入力された送出タイミングでインターフェース部に出力する。インターフェース部は、電灯線の商用電源波形に、入力された符号系列を加える。
【００１０】
データを受信するとき、インターフェース部は、電灯線の商用電源波形に加えられた情報を取り出す。変復調部は、インターフェース部が取り出した情報と擬似雑音符号との相関値から複数の相関ピークのピーク値及びピーク位置を求める。通信制御部は、変復調部が求めたピーク値のうちしきい値以上のピーク値があらかじめ設定された数以上ピーク位置を認識するウィンドウ内にある場合に、しきい値以上のピーク値に対応する送出タイミングを調べて、データの種類を判別する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。
【００１２】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１に係るスペクトル拡散通信装置を示すブロック図である。このスペクトル拡散通信装置は、インターフェース部１０と、変復調部２０と、同期信号生成部３０と、通信制御部４０とを備える。
【００１３】
インターフェース部１０は、電灯線１００と変復調部２０との間を接続する。インターフェース部１０の一例を図２に示す。このインターフェース部１０は、フィルタ１１，１５と、増幅器１２，１６と、トランス１３と、コンデンサ１４Ａ，１４Ｂと、リミッタ１７と、コンパレータ１８とを備える。
【００１４】
インターフェース部１０のフィルタ１１は、変復調部２０から出力される、スペクトル拡散変調をされた送信信号ｂの高域成分をカットして、送信信号ｂ１を出力する。規定により、電灯線１００に加えることができる信号は、１０［ｋＨｚ］〜４５０［ｋＨｚ］に制限されている。フィルタ１１は、この制限を満たすためのものである。
【００１５】
増幅器１２は、送信信号ｂ１を増幅して、送信信号ｂ２を出力する。
【００１６】
トランス１３は、コンデンサ１４Ａ，１４Ｂを介して電灯線１００に接続されている。トランス１３とコンデンサ１４Ａ，１４Ｂとは、電灯線１００から装置を絶縁して保護する。同時に、トランス１３とコンデンサ１４Ａ，１４Ｂとは、５０［Ｈｚ］または６０［Ｈｚ］の商用電源電圧をカットするためのハイパスフィルタである。トランス１３とコンデンサ１４Ａ，１４Ｂの回路は、送信信号ｂ２を電灯線１００の商用電源波形に加える。また、この回路は、電灯線１００の商用電源波形に加えられている情報を取り出して、受信信号ｃ１として出力する。
【００１７】
フィルタ１５は、受信信号ｃ１の雑音を除去して、図３に示す受信信号ｃ２を出力する。増幅器１６は、受信信号ｃ２を増幅して、受信信号ｃ３を出力する。
【００１８】
リミッタ１７は、受信信号ｃ３の振幅を制限して、受信信号ｃ４を出力する。コンパレータ１８は、所定レベルを越える受信信号ｃ４を取り出して、デジタルの受信信号ｃに変換する。
【００１９】
インターフェース部１０は、このようにして電灯線１００から情報を取り出すと共に、送信信号ｂを電灯線１００の商用電源波形に加える。
【００２０】
変復調部２０は、図４に示すように、スペクトル拡散変調をするＰＮ系列発生器２１と、スペクトル拡散復調をする相関検出器２２とを備える。
【００２１】
ＰＮ系列発生器２１は、スペクトル拡散変調をされた送信信号ｂとして、マンチェスタ符号化されたＭ系列符号を発生する。ＰＮ符号の一種であるＭ系列符号は、帰還符号発生器が発生することができる最も長い符号系列である。
【００２２】
ＰＮ系列発生器２１の一例を図５に示す。このＰＮ系列発生器２１は、セット端子２１１Ａを備える５段シフトレジスタ２１１と、ＥＸ−ＯＲ回路２１２，２１３と、ＡＮＤ回路２１４と、制御回路２１５とを備える。
【００２３】
５段シフトレジスタ２１１の１段目には、５段目からの出力信号と、制御回路２１５からのクロックイネーブル信号ｆとクロック信号ｇが加えられる。なお、クロックイネーブル信号ｆとクロック信号ｇは、５段シフトレジスタ２１１の１段目の他にも、２段目〜５段目に加えられる。ＥＸ−ＯＲ回路２１２は、５段シフトレジスタ２１１の２段目からの出力信号と５段目からの出力信号の排他的論理和を演算する。ＥＸ−ＯＲ回路２１３は、５段シフトレジスタ２１１の５段目からの出力信号とクロック信号ｇとの排他的論理和を演算する。
【００２４】
５段シフトレジスタ２１１およびＥＸ−ＯＲ回路２１２の回路は、１種類のＭ系列符号を生成する。そして、５段シフトレジスタ２１１およびＥＸ−ＯＲ回路２１２の回路が生成するＭ系列の符号長、つまり、５段シフトレジスタ２１１の５段目が出力する符号長は、
２５−１＝３１
の計算から３１チップとなる。Ｍ系列符号の生成を開始する際、例えば、５段シフトレジスタ２１１のすべてのセット端子２１１Ａは、「１」が加えられる。これにより、５段シフトレジスタ２１１の状態は、
「１１１１１」→「０１１１１」→…→「１１１００」→「１１１１０」
のように変化する。５段シフトレジスタ２１１は、３２番目の状態で再び次の周期に入り、「１１１１１」となる。
【００２５】
ＡＮＤ回路２１４は、５段シフトレジスタ２１１の状態が「１１１１１」になると、「Ｈ」レベルの信号を発生する。つまり、ＡＮＤ回路２１４は、Ｍ系列符号の１周期を検出する。ＡＮＤ回路２１４は、この信号を制御回路２１５に送る。
【００２６】
ＥＸ−ＯＲ回路２１３は、５段シフトレジスタ２１１の５段目の出力信号、つまり、５段シフトレジスタ２１１の状態の
「１１１１１」、「０１１１１」、…、「１１１００」、「１１１１０」
の５段目のそれぞれの出力信号
「１１…００」
とクロック信号との排他的論理和を演算して、マンチェスタ符号化された、３１チップの符号長のＭ系列符号を出力する。
【００２７】
制御回路２１５は、データ「０」およびデータ「１」に応じて、マンチェスタ符号化された、３１チップのＭ系列符号を生成するための制御をする。
【００２８】
制御回路２１５は、データ「０」を送信するための送出タイミングを示すタイミング信号ａを、通信制御部４０から受け取ると、データ「０」の送出タイミングでクロックイネーブル信号ｆを「Ｈ」レベル（アクティブ）にする。同時に、制御回路２１５は、５段シフトレジスタ２１１のすべてのセット端子２１１Ａに「１」を加える。これにより、５段シフトレジスタ２１１は、データ「０」の送出タイミングでＭ系列符号を生成する。この後、制御回路２１５は、ＡＮＤ回路２１４の出力信号を調べ、５段シフトレジスタ２１１が所定数のＭ系列符号、例えば６個のＭ系列符号を生成すると、クロックイネーブル信号ｆを「Ｌ」レベル（非アクティブ）にして、Ｍ系列符号の生成を止める。
【００２９】
同様にして、制御回路２１５は、データ「１」を送信するための送出タイミングを示すタイミング信号ａを、通信制御部４０から受け取ると、データ「１」の送出タイミングでクロックイネーブル信号ｆを「Ｈ」レベル（アクティブ）にする。同時に、制御回路２１５は、５段シフトレジスタ２１１のすべてのセット端子２１１Ａに「１」を加える。これにより、５段シフトレジスタ２１１は、データ「１」の送出タイミングでＭ系列符号を生成する。この後、制御回路２１５は、ＡＮＤ回路２１４の出力信号を調べ、５段シフトレジスタ２１１が６個のＭ系列符号を生成すると、クロックイネーブル信号ｆを「Ｌ」レベル（非アクティブ）にして、Ｍ系列符号の生成を止める。
【００３０】
変復調部２０のＰＮ系列発生器２１は、このようにして、データ「０」およびデータ「１」の送出タイミングで、マンチェスタ符号化された、６個のＭ系列符号を送信信号ｂとしてインターフェース部１０に送る。
【００３１】
変復調部２０の相関検出器２２は、図６に示すように、整合フィルタ２２Ａと、ピーク検出器２２Ｂと、カウンタ２２Ｃとを備える。
【００３２】
整合フィルタ２２Ａは、マンチェスタ符号化されたＭ系列符号と受信信号ｃとの相関関係を調べて、相関値を出力する相関器である。整合フィルタ２２Ａの一例を図７に示す。この整合フィルタ２２Ａは、シフトレジスタ２２１と、ＰＮコードパターン発生器２２２と、乗算器２２３１〜２２３ｎと、加算器２２４とを備える。
【００３３】
シフトレジスタ２２１は、インターフェース部１０からの受信信号ｃを入力信号とする。
【００３４】
ＰＮコードパターン発生器２２２は、ＰＮコードパターンとして、マンチェスタ符号化されたＭ系列符号を発生する。
【００３５】
乗算器２２３１〜２２３ｎは、シフトレジスタ２２１の各段の値と、ＰＮコードパターン発生器２２２の各段の値の排他的論理和を演算する。つまり、乗算器２２３１〜２２３ｎは、シフトレジスタ２２１の各段の値と、ＰＮコードパターン発生器２２２の各段の値との乗算値を算出する。ここで、添字ｎは、ＰＮ系列発生器２１の５段シフトレジスタ２１１が生成する３１チップのＭ系列符号の２倍に等しい数、
ｎ＝３１×２＝６２
である。乗算器２２３１〜２２３ｎは、算出した乗算値を加算器２２４に送る。
【００３６】
加算器２２４は、乗算器２２３１〜２２３ｎからの乗算値を加算する。この加算により、加算器２２４は、相関信号ｈを出力する。この相関信号ｈは、デジタル信号であるが、相関信号ｈが表す波形を図８に示す。この相関信号ｈは、ＰＮ系列発生器２１が６個のＭ系列符号を生成するので、それぞれ６個のピーク５０１〜５０６を持つ。
【００３７】
相関検出器２２の整合フィルタ２２Ａは、このようにして相関信号ｈを生成して、ピーク検出器２２Ｂに出力する。
【００３８】
相関検出器２２のカウンタ２２Ｃは、Ｍ系列符号の１周期をカウントして、カウント値ｊをピーク検出器２２Ｂに出力する。
【００３９】
ピーク検出器２２Ｂは、相関信号ｈとカウント値ｊから、相関信号ｈのピーク値とピーク位置を検出する。ピーク検出器２２Ｂの一例を図９に示す。このピーク検出器２２Ｂは、ピーク検出回路２２５と、信号発生回路２２６とを備える。さらに、ピーク検出回路２２５は、コンパレータ２２５Ａと、ラッチ２２５Ｂ〜２２５Ｅとを備える。コンパレータ２２５Ａと、ラッチ２２５Ｂ〜２２５Ｅとは、クロック信号に同期してそれぞれ動作する。
【００４０】
コンパレータ２２５Ａは、相関信号ｈと、前回の比較結果であるラッチ２２５Ｂの出力信号とを比較する。そして、コンパレータ２２５Ａは、
相関信号ｈ＞ラッチ２２５Ｂの出力信号
のとき、アクティブのイネーブル信号を出力する。これにより、ラッチ２２５Ｂは、相関信号ｈを取り込む。
【００４１】
一方、ラッチ２２５Ｃにもラッチ２２５Ｂと同じイネーブル信号が加えられる。この結果、ラッチ２２５Ｃは、そのときの、カウンタ２２Ｃからのカウント値ｊを取り込む。ピーク検出回路２２５は、この処理をＭ系列符号の１周期について行う。これにより、ラッチ２２５Ｂおよびラッチ２２５Ｃが、Ｍ系列符号の１周期の相関値のピーク値およびピーク位置を出力する。
【００４２】
信号発生回路２２６は、カウント値ｊにより、Ｍ系列符号の１周期が終了するときを検出すると、アクティブのイネーブル信号をラッチ２２５Ｄ，２２５Ｅに送る。これにより、ラッチ２２５Ｄおよび２２５Ｅは、ラッチ２２５Ｂおよびラッチ２２５Ｃのピーク値およびピーク位置をそれぞれ取り込む。
【００４３】
この後、同じようにして、ピーク検出回路２２５は、次のＭ系列符号の１周期の相関ピーク値とピーク位置を検出する。
【００４４】
このようにして、変復調部２０は、受信信号ｃに発生するピークのピーク値およびピーク位置を検出し、検出したピーク値およびピーク位置を受信信号ｄとして出力する。
【００４５】
同期信号生成部３０は、商用電源波形から電源同期信号ｅを生成する。同期信号生成部３０の一例を図１０に示す。この同期信号生成部３０は、抵抗３１，３２，３４と、フォトカプラ３３とを備える。抵抗３１，３２は、電灯線１００の商用電源波形を分圧する。これにより、抵抗３１，３２は、図１１に示す分圧波形を生成する。フォトカプラ３３のフォトダイオード３３Ａは、分圧波形に応じて発光する。このとき、フォトダイオード３３Ａは、分圧波形のゼロクロスポイントｔ１，ｔ２で発光しない。
【００４６】
フォトカプラ３３のフォトダイオード３３Ａが発光しているとき、フォトカプラ３３のフォトトランジスタ３３Ｂのコレクタが抵抗３４でプルアップをされているので、コレクタが「Ｌ」レベルになる。また、フォトダイオード３３Ａが発光していないとき、フォトトランジスタ３３Ｂのコレクタが「Ｈ」レベルになる。
【００４７】
フォトカプラ３３は、このようにして、「Ｈ」レベル、「Ｌ」レベルにより電源同期信号ｅを生成する。
【００４８】
通信制御部４０は、同期信号生成部３０からの電源同期信号ｅを用いて、データ「０」およびデータ「１」のタイミング信号ａを、次のようにして生成する。
【００４９】
通信制御部４０は、同期信号生成部３０から図１２に示す電源同期信号ｅを受け取ると、電源同期信号ｅの周期Ｔの間、つまり、電源同期信号ｅのパルスｅ１とパルスｅ２の間に、データ「０」用およびデータ「１」用のタイミング信号を生成する。周期Ｔは、商用電源波形の半周期である。
【００５０】
データ「０」用のタイミング信号は、タイミングパルスａ１１，ａ１２，ａ１３を含む。タイミングパルスａ１１，ａ１２，ａ１３は、
パルスｅ１の立ち下がりから時間Ｔ１の経過後、時間Ｔ２の間
パルスａ１１の立ち下がりから時間Ｔ３の経過後、時間Ｔ２の間
パルスａ１２の立ち下がりから時間Ｔ３の経過後、時間Ｔ２の間
レベルが「Ｈ」のパルスである。
【００５１】
また、データ「１」用のタイミング信号は、タイミングパルスａ２１，ａ２２，ａ２３を含む。タイミングパルスａ２１，ａ２２，ａ２３は、
パルスｅ１の立ち下がりから時間Ｔ４の経過後、時間Ｔ５の間
パルスａ２１の立ち下がりから時間Ｔ６の経過後、時間Ｔ５の間
パルスａ２２の立ち下がりから時間Ｔ６の経過後、時間Ｔ５の間
レベルが「Ｈ」のパルスである。
【００５２】
このようなタイミング信号のタイミングパルスａ２１は、タイミングパルスａ１１とタイミングパルスａ１２との間に位置し、タイミングパルスａ２２は、タイミングパルスａ１２とタイミングパルスａ１３との間に位置する。また、タイミングパルスａ２３は、タイミングパルスａ１３とパルスｅ２との間に位置する。
【００５３】
通信制御部４０は、このようにして、データ「０」用およびデータ「１」用のタイミング信号を生成する。
【００５４】
通信制御部４０は、タイミング信号を用いて、データ「０」、データ「１」を送信するための処理をする。通信制御部４０は、送信するデータを受け取ると、このデータの種類に応じたタイミング信号を変復調部２０に送る。通信制御部４０は、データ「０」を送信するとき、データ「０」用のタイミング信号をタイミング信号ａとして変復調部２０に送る。逆に、通信制御部４０は、データ「１」を送信するとき、データ「１」用のタイミング信号をタイミング信号ａとして変復調部２０に送る。
【００５５】
つまり、通信制御部４０は、
タイミングパルスａ１１とタイミングパルスａ２１
タイミングパルスａ１２とタイミングパルスａ２２
タイミングパルスａ１３とタイミングパルスａ２３
により、データ１ビットをそれぞれ送る。
【００５６】
このようにして、通信制御部４０は、データ「０」、データ「１」を送信するための処理をする。
【００５７】
また、通信制御部４０は、タイミング信号を発生するための送出タイミングを用いて、変復調部２０が復調により生成した受信信号ｃのデータ「０」、データ「１」を判別する。通信制御部４０は、受信信号ｄおよび電源同期信号ｅを受け取ると、
パルスｅ１の立ち下がりから時間Ｔ１の経過後、時間Ｔ２の間
または、
パルスｅ１の立ち下がりから時間Ｔ４の経過後、時間Ｔ５の間
のどちらの送出タイミングにピークが有るかどうかを調べる。例えば、図１３に示すように、タイミングパルスａ１１の送出タイミングに、相関信号ｈのピークがあると、通信制御部４０は、最初のピーク５１１のピーク値が、あらかじめ設定されているしきい値以上、例えば値「５０」以上かどうかを調べる。ピーク５１１のピーク値が「１００」であるので、しきい値「５０」を越える。
【００５８】
通信制御部４０は、さらに、ピーク値がしきい値「５０」を越えると、ピーク５１１のピーク位置がピーク位置を認識するウィンドウ内にあるかどうかを調べる。
【００５９】
このウィンドウは、あらかじめ次のように設定されている。カウンタ２２Ｃが３１チップのＭ系列符号の１周期をカウントする。カウンタ２２Ｃが１周期を「０〜２４７」までカウントすると、ピーク位置が「０〜２４７」の範囲になる。このとき、ピーク位置の中心が「１２４」であるので、
１２４±３２
の範囲にあるピークをＭ系列符号によるピークと判断する。つまり、ピーク位置を認識するウィンドウを「９２〜１５６」にあらかじめ設定する。
【００６０】
通信制御部４０は、ピークが「９２〜１５６」内にあるかどうかを調べる。ピーク５１１のピーク位置が「１２４」であるので、ウィンドウ「９２〜１５６」内にある。このとき、通信制御部４０は、ピーク５１１をＭ系列符号と判断する。
【００６１】
通信制御部４０は、同様にして、ピーク５１２〜５１６がＭ系列符号であるかどうかを判断する。この結果、ピーク５１５のピーク値が「４０」であるので、通信制御部４０は、ピーク５１５をＭ系列符号と判断しない。
【００６２】
このようにして、通信制御部４０は、タイミングパルスａ１１の送出タイミングで、あらかじめ設定された数以上の、５個のＭ系列符号を検出したので、データ「０」を受信したことを示す信号を出力する。
【００６３】
逆に、通信制御部４０は、タイミングパルスａ２１の送出タイミングで、あらかじめ設定された数以上のＭ系列符号を検出すると、データ「１」を受信したことを示す信号を出力する。
【００６４】
このようにして、通信制御部４０は、データ「０」、データ「１」を判別するための処理をする。なお、同期信号生成部３０からの電源同期信号ｅが、送信と受信で多少ずれる可能性があるので、受信に必要な送出タイミングを、タイミング信号より長くしてもよい。
【００６５】
次に、実施の形態１の動作について説明する。
【００６６】
同期信号生成部３０は、商用電源波形から電源同期信号ｅを生成し、電源同期信号ｅを通信制御部４０に送る。通信制御部４０は、電源同期信号ｅを用いて、データ「０」用およびデータ「１」用のタイミング信号を生成する。
【００６７】
このタイミング信号を用いた、データ「０」、データ「１」の送信は、次のようにして行われる。
【００６８】
通信制御部４０は、データ「０」を送信する指示を受け取ると、
タイミングパルスａ１１とタイミングパルスａ２１
の中の、タイミングパルスａ１１を、データ「０」用のタイミング信号ａとして変復調部２０に送る。変復調部２０のＰＮ系列発生器２１は、タイミング信号ａを受け取ると、タイミング信号ａのタイミングパルスａ１１の部分で、マンチェスタ符号化された６個のＭ系列符号を生成する。変復調部２０は、生成したＭ系列符号を送信信号ｂとしてインターフェース部１０に送る。
【００６９】
インターフェース部１０のフィルタ１１は、送信信号ｂを受け取ると、この送信信号ｂの高域成分をカットする。増幅器１２は、フィルタ１１からの送信信号ｂ１を増幅し、トランス１３およびコンデンサ１４Ａ，１４Ｂの回路は、増幅器１２からの送信信号ｂ２を電灯線１００に加える。
【００７０】
これにより、データ「０」を示す、マンチェスタ符号化されたＭ系列符号が、タイミングパルスａ１１の送出タイミングで商用電源波形に加えられて、データ「０」が送信される。この後のデータの送信は、同様にして、
タイミングパルスａ１２とタイミングパルスａ２２
タイミングパルスａ１３とタイミングパルスａ２３
により、データ１ビットをそれぞれ送る。
【００７１】
データ「０」、データ「１」の受信は、次のようにして行われる。
【００７２】
インターフェース部１０のトランス１３およびコンデンサ１４Ａ，１４Ｂの回路は、電灯線１００に加えられている情報を取り出して、受信信号ｃ１を出力する。フィルタ１５は、受信信号ｃ１から雑音を除去し、増幅器１６は、フィルタ１５からの受信信号ｃ２を増幅する。リミッタ１７は、増幅器１６からの受信信号ｃ３の振幅を制限し、コンパレータ１８は、所定レベルを越える、リミッタ１７からの受信信号ｃ４を取り出して、デジタルの受信信号ｃに変換する。
【００７３】
変復調部２０の相関検出器２２は、あらかじめ保持しているＰＮコードパターン、つまりマンチェスタ符号化されたＭ系列符号と、受信信号ｃとの相関関係を調べて、相関信号ｈを生成する。さらに、相関検出器２２は、相関信号ｈのピーク値およびピーク位置を検出する。そして、相関検出器２２は、検出したピーク値およびピーク位置を、受信信号ｄとして通信制御部４０に送る。
【００７４】
通信制御部４０は、受信信号ｄおよび電源同期信号ｅを受け取ると、
タイミングパルスａ１１とタイミングパルスａ２１
の中のどちらの送出タイミングにピークが有るかどうかを調べる。例えば、タイミングパルスａ１１の送信タイミングに、相関信号ｈのピークがあると、通信制御部４０は、ピークのピーク値が、あらかじめ設定されているしきい値以上かどうかを調べる。ピーク値がしきい値を越えると、通信制御部４０は、ピークのピーク位置が、あらかじめ設定されているウィンドウ内にあるかどうかを調べる。ピーク位置がウィンドウ内にあると、通信制御部４０は、ピークをＭ系列符号と判断する。そして、通信制御部４０は、データ「０」を受信したことを示す信号を出力する。
【００７５】
このようにして、実施の形態１により、１つのＭ系列符号を用いて、データ「０」、データ「１」の送信および受信をすることができる。これにより、変復調部２０のＰＮ系列発生器２１に必要な、５段シフトレジスタおよびＥＸ−ＯＲ回路が１組で済み、かつ、変復調部２０の相関検出器２２に必要な整合フィルタの数が１つで済むので、装置の回路を少なくすることができる。
【００７６】
また、同期追跡等の複雑な制御を不要にすることができるので、装置の回路構成の簡単化が可能である。
【００７７】
［実施の形態２］
この発明の実施の形態２では、先に説明した発明の実施の形態１とは、変復調部のＰＮ系列発生器と、変復調部の相関検出器の整合フィルタのみが相違し、その他は同様である。以下の説明では、この相違する点のみを説明する。
【００７８】
実施の形態２では、図１４に示すＰＮ系列発生器５１を用いる。ＰＮ系列発生器５１は、Ｍ系列発生器５１Ａ，５１Ｂと、ＥＸ−ＯＲ回路５１Ｃとを備える。
【００７９】
Ｍ系列発生器５１Ａは、Ｍ系列符号を生成し、Ｍ系列発生器５１Ｂは、Ｍ系列発生器５１Ａとは異なるＭ系列符号を生成する。そして、Ｍ系列発生器５１Ａ，５１Ｂは、クロック信号により、最終段の状態をＥＸ−ＯＲ回路５１Ｃに送る。
【００８０】
ＥＸ−ＯＲ回路５１Ｃは、Ｍ系列発生器５１Ａからの出力信号と、Ｍ系列発生器５１Ｂからの出力信号との排他的論理和を演算して、ゴールド符号を出力する。
【００８１】
変復調部の整合フィルタのＰＮコードパターン発生器は、ＰＮ系列発生器５１が生成するゴールド符号と同じ符号パターンを生成する。
【００８２】
このような変復調部２０により、Ｎ段のシフトレジスタを２個用いると、
２Ｎ−１
種類の符号を生成することができる。これにより、異なる装置に異なる符号を与えると、装置間の干渉の可能性を低くすることができる。
【００８３】
【発明の効果】
以上、説明したように、請求項１および請求項２の発明により、１つの符号系列を用いるので、この符号系列を生成するための回路を少なくすることができる。
【００８４】
また、同期捕捉等の複雑な制御を不要にしているので、回路構成を簡単化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係るスペクトル拡散通信装置を示すブロック図である。
【図２】インターフェース部の一例を示すブロック図である。
【図３】インターフェース部の中で処理される波形を示す波形図である。
【図４】変復調部を示すブロック図である。
【図５】ＰＮ系列発生器の一例を示す回路図である。
【図６】相関検出器の一例を示すブロック図である。
【図７】整合フィルタの一例を示すブロック図である。
【図８】相関信号を示す波形図である。
【図９】ピーク検出器の一例を示す回路図である。
【図１０】同期信号生成部の一例を示す回路図である。
【図１１】同期信号生成部の中で処理される波形を示す波形図である。
【図１２】タイミング信号の生成を説明するための波形図である。
【図１３】相関信号の処理を説明するための図である。
【図１４】実施の形態２に用いられるＰＮ系列発生器を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０ インターフェース部
２０ 変復調部
３０ 同期信号生成部
４０ 通信制御部
１００ 電灯線
【発明の属する技術分野】
この発明は、商用電源を送るための電灯線等を、情報の伝送路とするスペクトル拡散通信方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電灯線は、すべての建物の部屋に設置されているので、建物内での伝送路とした場合、経済性、拡張性に富んだ情報伝送路である。しかし、電灯線には、照明灯、空調機器、ＴＶ等の各種の電気機器が接続されているので、これらの電気機器の使用状態によって、電灯線の伝送特性が変化する。例えば、ＴＶやスイッチング電源を使用している電灯線の場合には、位相特性が電源周波数に同期して急激に変化する。
【０００３】
このように、電灯線の伝送特性は、平坦ではなく、不安定であるので、良質な伝送が難しいという問題がある。電灯線を伝送路として用いる場合、その対策として、例えば、特開平４−２５２５３１号公報に示されるスペクトル拡散（ＳＳ）通信装置を使用する。このスペクトル拡散通信装置は、伝送路の伝送特性の変動に強い特徴がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のスペクトル拡散通信装置には、次のような欠点がある。従来のスペクトル拡散通信装置は、情報を送信するために、位相の異なる２つのＰＮ（Ｐｓｅｕｄｏ Ｎｏｉｓｅ：擬似雑音）系列符号を用いる。このために、ＰＮ系列符号を生成する回路等が２つ必要になる。また、従来のスペクトル拡散通信装置は、情報を受信するとき、同期追跡等の複雑な制御を必要とするので、回路構成が複雑になる。
【０００５】
この発明の目的は、このような欠点を除き、装置内部の回路数を減らし、かつ、回路構成を簡単にすることができるスペクトル拡散通信方法および装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
その目的を達成するため、請求項１の発明は、電灯線の商用電源波形から電源同期信号を生成し、データ「０」およびデータ「１」の送出タイミングを、データ「０」の送出タイミングとデータ「１」の送出タイミングの間に空白時間を入れて、電源同期信号を基にして生成し、あらかじめ決められた１種類の擬似雑音符号を、送信するデータに対応する送出タイミングで電灯線の商用電源波形に加え、電灯線の商用電源波形に加えられた情報を取り出し、取り出した情報と擬似雑音符号との相関値から複数の相関ピークのピーク値及びピーク位置を求め、求めたピーク値のうちしきい値以上のピーク値があらかじめ設定された数以上ピーク位置を認識するウィンドウ内にある場合に、しきい値以上のピーク値に対応する送出タイミングを調べて、データの種類を判別する。
【０００７】
請求項２の発明は、電灯線の商用電源波形に加えられた情報を取り出すと共に、電灯線の商用電源波形に、入力された符号系列を加えるインターフェース部と、電灯線の商用電源波形から電源同期信号を生成する同期信号生成部と、あらかじめ決められた１種類の擬似雑音符号を、入力された送出タイミングでインターフェース部に出力すると共に、インターフェース部が取り出した情報と擬似雑音符号との相関値から複数の相関ピークのピーク値及びピーク位置を求める変復調部と、データ「０」およびデータ「１」の送出タイミングをデータ「０」の送出タイミングとデータ「１」の送出タイミングの間に空白時間を入れて同期信号生成部からの電源同期信号を基にして生成し、送信するデータに対応する送出タイミングを変復調部に送ると共に、変復調部が求めたピーク値のうちしきい値以上のピーク値があらかじめ設定された数以上ピーク位置を認識するウィンドウ内にある場合に、しきい値以上のピーク値に対応する送出タイミングを調べて、データの種類を判別する通信制御部とを備える。
【０００８】
請求項２の発明では、同期信号生成部は、電灯線の商用電源波形から電源同期信号を生成する。通信制御部は、データ「０」およびデータ「１」の送出タイミングをデータ「０」の送出タイミングとデータ「１」の送出タイミングの間に空白時間を入れて同期信号生成部からの電源同期信号を基にして生成する。
【０００９】
データ「０」、「１」を送信するとき、通信制御部は、送信するデータに対応する送出タイミングを変復調部に送る。変復調部は、あらかじめ決められた１種類の擬似雑音符号を、入力された送出タイミングでインターフェース部に出力する。インターフェース部は、電灯線の商用電源波形に、入力された符号系列を加える。
【００１０】
データを受信するとき、インターフェース部は、電灯線の商用電源波形に加えられた情報を取り出す。変復調部は、インターフェース部が取り出した情報と擬似雑音符号との相関値から複数の相関ピークのピーク値及びピーク位置を求める。通信制御部は、変復調部が求めたピーク値のうちしきい値以上のピーク値があらかじめ設定された数以上ピーク位置を認識するウィンドウ内にある場合に、しきい値以上のピーク値に対応する送出タイミングを調べて、データの種類を判別する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。
【００１２】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１に係るスペクトル拡散通信装置を示すブロック図である。このスペクトル拡散通信装置は、インターフェース部１０と、変復調部２０と、同期信号生成部３０と、通信制御部４０とを備える。
【００１３】
インターフェース部１０は、電灯線１００と変復調部２０との間を接続する。インターフェース部１０の一例を図２に示す。このインターフェース部１０は、フィルタ１１，１５と、増幅器１２，１６と、トランス１３と、コンデンサ１４Ａ，１４Ｂと、リミッタ１７と、コンパレータ１８とを備える。
【００１４】
インターフェース部１０のフィルタ１１は、変復調部２０から出力される、スペクトル拡散変調をされた送信信号ｂの高域成分をカットして、送信信号ｂ１を出力する。規定により、電灯線１００に加えることができる信号は、１０［ｋＨｚ］〜４５０［ｋＨｚ］に制限されている。フィルタ１１は、この制限を満たすためのものである。
【００１５】
増幅器１２は、送信信号ｂ１を増幅して、送信信号ｂ２を出力する。
【００１６】
トランス１３は、コンデンサ１４Ａ，１４Ｂを介して電灯線１００に接続されている。トランス１３とコンデンサ１４Ａ，１４Ｂとは、電灯線１００から装置を絶縁して保護する。同時に、トランス１３とコンデンサ１４Ａ，１４Ｂとは、５０［Ｈｚ］または６０［Ｈｚ］の商用電源電圧をカットするためのハイパスフィルタである。トランス１３とコンデンサ１４Ａ，１４Ｂの回路は、送信信号ｂ２を電灯線１００の商用電源波形に加える。また、この回路は、電灯線１００の商用電源波形に加えられている情報を取り出して、受信信号ｃ１として出力する。
【００１７】
フィルタ１５は、受信信号ｃ１の雑音を除去して、図３に示す受信信号ｃ２を出力する。増幅器１６は、受信信号ｃ２を増幅して、受信信号ｃ３を出力する。
【００１８】
リミッタ１７は、受信信号ｃ３の振幅を制限して、受信信号ｃ４を出力する。コンパレータ１８は、所定レベルを越える受信信号ｃ４を取り出して、デジタルの受信信号ｃに変換する。
【００１９】
インターフェース部１０は、このようにして電灯線１００から情報を取り出すと共に、送信信号ｂを電灯線１００の商用電源波形に加える。
【００２０】
変復調部２０は、図４に示すように、スペクトル拡散変調をするＰＮ系列発生器２１と、スペクトル拡散復調をする相関検出器２２とを備える。
【００２１】
ＰＮ系列発生器２１は、スペクトル拡散変調をされた送信信号ｂとして、マンチェスタ符号化されたＭ系列符号を発生する。ＰＮ符号の一種であるＭ系列符号は、帰還符号発生器が発生することができる最も長い符号系列である。
【００２２】
ＰＮ系列発生器２１の一例を図５に示す。このＰＮ系列発生器２１は、セット端子２１１Ａを備える５段シフトレジスタ２１１と、ＥＸ−ＯＲ回路２１２，２１３と、ＡＮＤ回路２１４と、制御回路２１５とを備える。
【００２３】
５段シフトレジスタ２１１の１段目には、５段目からの出力信号と、制御回路２１５からのクロックイネーブル信号ｆとクロック信号ｇが加えられる。なお、クロックイネーブル信号ｆとクロック信号ｇは、５段シフトレジスタ２１１の１段目の他にも、２段目〜５段目に加えられる。ＥＸ−ＯＲ回路２１２は、５段シフトレジスタ２１１の２段目からの出力信号と５段目からの出力信号の排他的論理和を演算する。ＥＸ−ＯＲ回路２１３は、５段シフトレジスタ２１１の５段目からの出力信号とクロック信号ｇとの排他的論理和を演算する。
【００２４】
５段シフトレジスタ２１１およびＥＸ−ＯＲ回路２１２の回路は、１種類のＭ系列符号を生成する。そして、５段シフトレジスタ２１１およびＥＸ−ＯＲ回路２１２の回路が生成するＭ系列の符号長、つまり、５段シフトレジスタ２１１の５段目が出力する符号長は、
２５−１＝３１
の計算から３１チップとなる。Ｍ系列符号の生成を開始する際、例えば、５段シフトレジスタ２１１のすべてのセット端子２１１Ａは、「１」が加えられる。これにより、５段シフトレジスタ２１１の状態は、
「１１１１１」→「０１１１１」→…→「１１１００」→「１１１１０」
のように変化する。５段シフトレジスタ２１１は、３２番目の状態で再び次の周期に入り、「１１１１１」となる。
【００２５】
ＡＮＤ回路２１４は、５段シフトレジスタ２１１の状態が「１１１１１」になると、「Ｈ」レベルの信号を発生する。つまり、ＡＮＤ回路２１４は、Ｍ系列符号の１周期を検出する。ＡＮＤ回路２１４は、この信号を制御回路２１５に送る。
【００２６】
ＥＸ−ＯＲ回路２１３は、５段シフトレジスタ２１１の５段目の出力信号、つまり、５段シフトレジスタ２１１の状態の
「１１１１１」、「０１１１１」、…、「１１１００」、「１１１１０」
の５段目のそれぞれの出力信号
「１１…００」
とクロック信号との排他的論理和を演算して、マンチェスタ符号化された、３１チップの符号長のＭ系列符号を出力する。
【００２７】
制御回路２１５は、データ「０」およびデータ「１」に応じて、マンチェスタ符号化された、３１チップのＭ系列符号を生成するための制御をする。
【００２８】
制御回路２１５は、データ「０」を送信するための送出タイミングを示すタイミング信号ａを、通信制御部４０から受け取ると、データ「０」の送出タイミングでクロックイネーブル信号ｆを「Ｈ」レベル（アクティブ）にする。同時に、制御回路２１５は、５段シフトレジスタ２１１のすべてのセット端子２１１Ａに「１」を加える。これにより、５段シフトレジスタ２１１は、データ「０」の送出タイミングでＭ系列符号を生成する。この後、制御回路２１５は、ＡＮＤ回路２１４の出力信号を調べ、５段シフトレジスタ２１１が所定数のＭ系列符号、例えば６個のＭ系列符号を生成すると、クロックイネーブル信号ｆを「Ｌ」レベル（非アクティブ）にして、Ｍ系列符号の生成を止める。
【００２９】
同様にして、制御回路２１５は、データ「１」を送信するための送出タイミングを示すタイミング信号ａを、通信制御部４０から受け取ると、データ「１」の送出タイミングでクロックイネーブル信号ｆを「Ｈ」レベル（アクティブ）にする。同時に、制御回路２１５は、５段シフトレジスタ２１１のすべてのセット端子２１１Ａに「１」を加える。これにより、５段シフトレジスタ２１１は、データ「１」の送出タイミングでＭ系列符号を生成する。この後、制御回路２１５は、ＡＮＤ回路２１４の出力信号を調べ、５段シフトレジスタ２１１が６個のＭ系列符号を生成すると、クロックイネーブル信号ｆを「Ｌ」レベル（非アクティブ）にして、Ｍ系列符号の生成を止める。
【００３０】
変復調部２０のＰＮ系列発生器２１は、このようにして、データ「０」およびデータ「１」の送出タイミングで、マンチェスタ符号化された、６個のＭ系列符号を送信信号ｂとしてインターフェース部１０に送る。
【００３１】
変復調部２０の相関検出器２２は、図６に示すように、整合フィルタ２２Ａと、ピーク検出器２２Ｂと、カウンタ２２Ｃとを備える。
【００３２】
整合フィルタ２２Ａは、マンチェスタ符号化されたＭ系列符号と受信信号ｃとの相関関係を調べて、相関値を出力する相関器である。整合フィルタ２２Ａの一例を図７に示す。この整合フィルタ２２Ａは、シフトレジスタ２２１と、ＰＮコードパターン発生器２２２と、乗算器２２３１〜２２３ｎと、加算器２２４とを備える。
【００３３】
シフトレジスタ２２１は、インターフェース部１０からの受信信号ｃを入力信号とする。
【００３４】
ＰＮコードパターン発生器２２２は、ＰＮコードパターンとして、マンチェスタ符号化されたＭ系列符号を発生する。
【００３５】
乗算器２２３１〜２２３ｎは、シフトレジスタ２２１の各段の値と、ＰＮコードパターン発生器２２２の各段の値の排他的論理和を演算する。つまり、乗算器２２３１〜２２３ｎは、シフトレジスタ２２１の各段の値と、ＰＮコードパターン発生器２２２の各段の値との乗算値を算出する。ここで、添字ｎは、ＰＮ系列発生器２１の５段シフトレジスタ２１１が生成する３１チップのＭ系列符号の２倍に等しい数、
ｎ＝３１×２＝６２
である。乗算器２２３１〜２２３ｎは、算出した乗算値を加算器２２４に送る。
【００３６】
加算器２２４は、乗算器２２３１〜２２３ｎからの乗算値を加算する。この加算により、加算器２２４は、相関信号ｈを出力する。この相関信号ｈは、デジタル信号であるが、相関信号ｈが表す波形を図８に示す。この相関信号ｈは、ＰＮ系列発生器２１が６個のＭ系列符号を生成するので、それぞれ６個のピーク５０１〜５０６を持つ。
【００３７】
相関検出器２２の整合フィルタ２２Ａは、このようにして相関信号ｈを生成して、ピーク検出器２２Ｂに出力する。
【００３８】
相関検出器２２のカウンタ２２Ｃは、Ｍ系列符号の１周期をカウントして、カウント値ｊをピーク検出器２２Ｂに出力する。
【００３９】
ピーク検出器２２Ｂは、相関信号ｈとカウント値ｊから、相関信号ｈのピーク値とピーク位置を検出する。ピーク検出器２２Ｂの一例を図９に示す。このピーク検出器２２Ｂは、ピーク検出回路２２５と、信号発生回路２２６とを備える。さらに、ピーク検出回路２２５は、コンパレータ２２５Ａと、ラッチ２２５Ｂ〜２２５Ｅとを備える。コンパレータ２２５Ａと、ラッチ２２５Ｂ〜２２５Ｅとは、クロック信号に同期してそれぞれ動作する。
【００４０】
コンパレータ２２５Ａは、相関信号ｈと、前回の比較結果であるラッチ２２５Ｂの出力信号とを比較する。そして、コンパレータ２２５Ａは、
相関信号ｈ＞ラッチ２２５Ｂの出力信号
のとき、アクティブのイネーブル信号を出力する。これにより、ラッチ２２５Ｂは、相関信号ｈを取り込む。
【００４１】
一方、ラッチ２２５Ｃにもラッチ２２５Ｂと同じイネーブル信号が加えられる。この結果、ラッチ２２５Ｃは、そのときの、カウンタ２２Ｃからのカウント値ｊを取り込む。ピーク検出回路２２５は、この処理をＭ系列符号の１周期について行う。これにより、ラッチ２２５Ｂおよびラッチ２２５Ｃが、Ｍ系列符号の１周期の相関値のピーク値およびピーク位置を出力する。
【００４２】
信号発生回路２２６は、カウント値ｊにより、Ｍ系列符号の１周期が終了するときを検出すると、アクティブのイネーブル信号をラッチ２２５Ｄ，２２５Ｅに送る。これにより、ラッチ２２５Ｄおよび２２５Ｅは、ラッチ２２５Ｂおよびラッチ２２５Ｃのピーク値およびピーク位置をそれぞれ取り込む。
【００４３】
この後、同じようにして、ピーク検出回路２２５は、次のＭ系列符号の１周期の相関ピーク値とピーク位置を検出する。
【００４４】
このようにして、変復調部２０は、受信信号ｃに発生するピークのピーク値およびピーク位置を検出し、検出したピーク値およびピーク位置を受信信号ｄとして出力する。
【００４５】
同期信号生成部３０は、商用電源波形から電源同期信号ｅを生成する。同期信号生成部３０の一例を図１０に示す。この同期信号生成部３０は、抵抗３１，３２，３４と、フォトカプラ３３とを備える。抵抗３１，３２は、電灯線１００の商用電源波形を分圧する。これにより、抵抗３１，３２は、図１１に示す分圧波形を生成する。フォトカプラ３３のフォトダイオード３３Ａは、分圧波形に応じて発光する。このとき、フォトダイオード３３Ａは、分圧波形のゼロクロスポイントｔ１，ｔ２で発光しない。
【００４６】
フォトカプラ３３のフォトダイオード３３Ａが発光しているとき、フォトカプラ３３のフォトトランジスタ３３Ｂのコレクタが抵抗３４でプルアップをされているので、コレクタが「Ｌ」レベルになる。また、フォトダイオード３３Ａが発光していないとき、フォトトランジスタ３３Ｂのコレクタが「Ｈ」レベルになる。
【００４７】
フォトカプラ３３は、このようにして、「Ｈ」レベル、「Ｌ」レベルにより電源同期信号ｅを生成する。
【００４８】
通信制御部４０は、同期信号生成部３０からの電源同期信号ｅを用いて、データ「０」およびデータ「１」のタイミング信号ａを、次のようにして生成する。
【００４９】
通信制御部４０は、同期信号生成部３０から図１２に示す電源同期信号ｅを受け取ると、電源同期信号ｅの周期Ｔの間、つまり、電源同期信号ｅのパルスｅ１とパルスｅ２の間に、データ「０」用およびデータ「１」用のタイミング信号を生成する。周期Ｔは、商用電源波形の半周期である。
【００５０】
データ「０」用のタイミング信号は、タイミングパルスａ１１，ａ１２，ａ１３を含む。タイミングパルスａ１１，ａ１２，ａ１３は、
パルスｅ１の立ち下がりから時間Ｔ１の経過後、時間Ｔ２の間
パルスａ１１の立ち下がりから時間Ｔ３の経過後、時間Ｔ２の間
パルスａ１２の立ち下がりから時間Ｔ３の経過後、時間Ｔ２の間
レベルが「Ｈ」のパルスである。
【００５１】
また、データ「１」用のタイミング信号は、タイミングパルスａ２１，ａ２２，ａ２３を含む。タイミングパルスａ２１，ａ２２，ａ２３は、
パルスｅ１の立ち下がりから時間Ｔ４の経過後、時間Ｔ５の間
パルスａ２１の立ち下がりから時間Ｔ６の経過後、時間Ｔ５の間
パルスａ２２の立ち下がりから時間Ｔ６の経過後、時間Ｔ５の間
レベルが「Ｈ」のパルスである。
【００５２】
このようなタイミング信号のタイミングパルスａ２１は、タイミングパルスａ１１とタイミングパルスａ１２との間に位置し、タイミングパルスａ２２は、タイミングパルスａ１２とタイミングパルスａ１３との間に位置する。また、タイミングパルスａ２３は、タイミングパルスａ１３とパルスｅ２との間に位置する。
【００５３】
通信制御部４０は、このようにして、データ「０」用およびデータ「１」用のタイミング信号を生成する。
【００５４】
通信制御部４０は、タイミング信号を用いて、データ「０」、データ「１」を送信するための処理をする。通信制御部４０は、送信するデータを受け取ると、このデータの種類に応じたタイミング信号を変復調部２０に送る。通信制御部４０は、データ「０」を送信するとき、データ「０」用のタイミング信号をタイミング信号ａとして変復調部２０に送る。逆に、通信制御部４０は、データ「１」を送信するとき、データ「１」用のタイミング信号をタイミング信号ａとして変復調部２０に送る。
【００５５】
つまり、通信制御部４０は、
タイミングパルスａ１１とタイミングパルスａ２１
タイミングパルスａ１２とタイミングパルスａ２２
タイミングパルスａ１３とタイミングパルスａ２３
により、データ１ビットをそれぞれ送る。
【００５６】
このようにして、通信制御部４０は、データ「０」、データ「１」を送信するための処理をする。
【００５７】
また、通信制御部４０は、タイミング信号を発生するための送出タイミングを用いて、変復調部２０が復調により生成した受信信号ｃのデータ「０」、データ「１」を判別する。通信制御部４０は、受信信号ｄおよび電源同期信号ｅを受け取ると、
パルスｅ１の立ち下がりから時間Ｔ１の経過後、時間Ｔ２の間
または、
パルスｅ１の立ち下がりから時間Ｔ４の経過後、時間Ｔ５の間
のどちらの送出タイミングにピークが有るかどうかを調べる。例えば、図１３に示すように、タイミングパルスａ１１の送出タイミングに、相関信号ｈのピークがあると、通信制御部４０は、最初のピーク５１１のピーク値が、あらかじめ設定されているしきい値以上、例えば値「５０」以上かどうかを調べる。ピーク５１１のピーク値が「１００」であるので、しきい値「５０」を越える。
【００５８】
通信制御部４０は、さらに、ピーク値がしきい値「５０」を越えると、ピーク５１１のピーク位置がピーク位置を認識するウィンドウ内にあるかどうかを調べる。
【００５９】
このウィンドウは、あらかじめ次のように設定されている。カウンタ２２Ｃが３１チップのＭ系列符号の１周期をカウントする。カウンタ２２Ｃが１周期を「０〜２４７」までカウントすると、ピーク位置が「０〜２４７」の範囲になる。このとき、ピーク位置の中心が「１２４」であるので、
１２４±３２
の範囲にあるピークをＭ系列符号によるピークと判断する。つまり、ピーク位置を認識するウィンドウを「９２〜１５６」にあらかじめ設定する。
【００６０】
通信制御部４０は、ピークが「９２〜１５６」内にあるかどうかを調べる。ピーク５１１のピーク位置が「１２４」であるので、ウィンドウ「９２〜１５６」内にある。このとき、通信制御部４０は、ピーク５１１をＭ系列符号と判断する。
【００６１】
通信制御部４０は、同様にして、ピーク５１２〜５１６がＭ系列符号であるかどうかを判断する。この結果、ピーク５１５のピーク値が「４０」であるので、通信制御部４０は、ピーク５１５をＭ系列符号と判断しない。
【００６２】
このようにして、通信制御部４０は、タイミングパルスａ１１の送出タイミングで、あらかじめ設定された数以上の、５個のＭ系列符号を検出したので、データ「０」を受信したことを示す信号を出力する。
【００６３】
逆に、通信制御部４０は、タイミングパルスａ２１の送出タイミングで、あらかじめ設定された数以上のＭ系列符号を検出すると、データ「１」を受信したことを示す信号を出力する。
【００６４】
このようにして、通信制御部４０は、データ「０」、データ「１」を判別するための処理をする。なお、同期信号生成部３０からの電源同期信号ｅが、送信と受信で多少ずれる可能性があるので、受信に必要な送出タイミングを、タイミング信号より長くしてもよい。
【００６５】
次に、実施の形態１の動作について説明する。
【００６６】
同期信号生成部３０は、商用電源波形から電源同期信号ｅを生成し、電源同期信号ｅを通信制御部４０に送る。通信制御部４０は、電源同期信号ｅを用いて、データ「０」用およびデータ「１」用のタイミング信号を生成する。
【００６７】
このタイミング信号を用いた、データ「０」、データ「１」の送信は、次のようにして行われる。
【００６８】
通信制御部４０は、データ「０」を送信する指示を受け取ると、
タイミングパルスａ１１とタイミングパルスａ２１
の中の、タイミングパルスａ１１を、データ「０」用のタイミング信号ａとして変復調部２０に送る。変復調部２０のＰＮ系列発生器２１は、タイミング信号ａを受け取ると、タイミング信号ａのタイミングパルスａ１１の部分で、マンチェスタ符号化された６個のＭ系列符号を生成する。変復調部２０は、生成したＭ系列符号を送信信号ｂとしてインターフェース部１０に送る。
【００６９】
インターフェース部１０のフィルタ１１は、送信信号ｂを受け取ると、この送信信号ｂの高域成分をカットする。増幅器１２は、フィルタ１１からの送信信号ｂ１を増幅し、トランス１３およびコンデンサ１４Ａ，１４Ｂの回路は、増幅器１２からの送信信号ｂ２を電灯線１００に加える。
【００７０】
これにより、データ「０」を示す、マンチェスタ符号化されたＭ系列符号が、タイミングパルスａ１１の送出タイミングで商用電源波形に加えられて、データ「０」が送信される。この後のデータの送信は、同様にして、
タイミングパルスａ１２とタイミングパルスａ２２
タイミングパルスａ１３とタイミングパルスａ２３
により、データ１ビットをそれぞれ送る。
【００７１】
データ「０」、データ「１」の受信は、次のようにして行われる。
【００７２】
インターフェース部１０のトランス１３およびコンデンサ１４Ａ，１４Ｂの回路は、電灯線１００に加えられている情報を取り出して、受信信号ｃ１を出力する。フィルタ１５は、受信信号ｃ１から雑音を除去し、増幅器１６は、フィルタ１５からの受信信号ｃ２を増幅する。リミッタ１７は、増幅器１６からの受信信号ｃ３の振幅を制限し、コンパレータ１８は、所定レベルを越える、リミッタ１７からの受信信号ｃ４を取り出して、デジタルの受信信号ｃに変換する。
【００７３】
変復調部２０の相関検出器２２は、あらかじめ保持しているＰＮコードパターン、つまりマンチェスタ符号化されたＭ系列符号と、受信信号ｃとの相関関係を調べて、相関信号ｈを生成する。さらに、相関検出器２２は、相関信号ｈのピーク値およびピーク位置を検出する。そして、相関検出器２２は、検出したピーク値およびピーク位置を、受信信号ｄとして通信制御部４０に送る。
【００７４】
通信制御部４０は、受信信号ｄおよび電源同期信号ｅを受け取ると、
タイミングパルスａ１１とタイミングパルスａ２１
の中のどちらの送出タイミングにピークが有るかどうかを調べる。例えば、タイミングパルスａ１１の送信タイミングに、相関信号ｈのピークがあると、通信制御部４０は、ピークのピーク値が、あらかじめ設定されているしきい値以上かどうかを調べる。ピーク値がしきい値を越えると、通信制御部４０は、ピークのピーク位置が、あらかじめ設定されているウィンドウ内にあるかどうかを調べる。ピーク位置がウィンドウ内にあると、通信制御部４０は、ピークをＭ系列符号と判断する。そして、通信制御部４０は、データ「０」を受信したことを示す信号を出力する。
【００７５】
このようにして、実施の形態１により、１つのＭ系列符号を用いて、データ「０」、データ「１」の送信および受信をすることができる。これにより、変復調部２０のＰＮ系列発生器２１に必要な、５段シフトレジスタおよびＥＸ−ＯＲ回路が１組で済み、かつ、変復調部２０の相関検出器２２に必要な整合フィルタの数が１つで済むので、装置の回路を少なくすることができる。
【００７６】
また、同期追跡等の複雑な制御を不要にすることができるので、装置の回路構成の簡単化が可能である。
【００７７】
［実施の形態２］
この発明の実施の形態２では、先に説明した発明の実施の形態１とは、変復調部のＰＮ系列発生器と、変復調部の相関検出器の整合フィルタのみが相違し、その他は同様である。以下の説明では、この相違する点のみを説明する。
【００７８】
実施の形態２では、図１４に示すＰＮ系列発生器５１を用いる。ＰＮ系列発生器５１は、Ｍ系列発生器５１Ａ，５１Ｂと、ＥＸ−ＯＲ回路５１Ｃとを備える。
【００７９】
Ｍ系列発生器５１Ａは、Ｍ系列符号を生成し、Ｍ系列発生器５１Ｂは、Ｍ系列発生器５１Ａとは異なるＭ系列符号を生成する。そして、Ｍ系列発生器５１Ａ，５１Ｂは、クロック信号により、最終段の状態をＥＸ−ＯＲ回路５１Ｃに送る。
【００８０】
ＥＸ−ＯＲ回路５１Ｃは、Ｍ系列発生器５１Ａからの出力信号と、Ｍ系列発生器５１Ｂからの出力信号との排他的論理和を演算して、ゴールド符号を出力する。
【００８１】
変復調部の整合フィルタのＰＮコードパターン発生器は、ＰＮ系列発生器５１が生成するゴールド符号と同じ符号パターンを生成する。
【００８２】
このような変復調部２０により、Ｎ段のシフトレジスタを２個用いると、
２Ｎ−１
種類の符号を生成することができる。これにより、異なる装置に異なる符号を与えると、装置間の干渉の可能性を低くすることができる。
【００８３】
【発明の効果】
以上、説明したように、請求項１および請求項２の発明により、１つの符号系列を用いるので、この符号系列を生成するための回路を少なくすることができる。
【００８４】
また、同期捕捉等の複雑な制御を不要にしているので、回路構成を簡単化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係るスペクトル拡散通信装置を示すブロック図である。
【図２】インターフェース部の一例を示すブロック図である。
【図３】インターフェース部の中で処理される波形を示す波形図である。
【図４】変復調部を示すブロック図である。
【図５】ＰＮ系列発生器の一例を示す回路図である。
【図６】相関検出器の一例を示すブロック図である。
【図７】整合フィルタの一例を示すブロック図である。
【図８】相関信号を示す波形図である。
【図９】ピーク検出器の一例を示す回路図である。
【図１０】同期信号生成部の一例を示す回路図である。
【図１１】同期信号生成部の中で処理される波形を示す波形図である。
【図１２】タイミング信号の生成を説明するための波形図である。
【図１３】相関信号の処理を説明するための図である。
【図１４】実施の形態２に用いられるＰＮ系列発生器を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０ インターフェース部
２０ 変復調部
３０ 同期信号生成部
４０ 通信制御部
１００ 電灯線
Claims (2)
- 電灯線の商用電源波形から電源同期信号を生成し、
データ「０」およびデータ「１」の送出タイミングを、データ「０」の送出タイミングとデータ「１」の送出タイミングの間に空白時間を入れて、電源同期信号を基にして生成し、
あらかじめ決められた１種類の擬似雑音符号を、送信するデータに対応する送出タイミングで電灯線の商用電源波形に加え、
電灯線の商用電源波形に加えられた情報を取り出し、
取り出した情報と擬似雑音符号との相関値から複数の相関ピークのピーク値及びピーク位置を求め、
求めたピーク値のうちしきい値以上のピーク値があらかじめ設定された数以上ピーク位置を認識するウィンドウ内にある場合に、しきい値以上のピーク値に対応する送出タイミングを調べて、データの種類を判別するスペクトル拡散通信方法。 - 電灯線の商用電源波形に加えられた情報を取り出すと共に、電灯線の商用電源波形に、入力された符号系列を加えるインターフェース部と、
電灯線の商用電源波形から電源同期信号を生成する同期信号生成部と、
あらかじめ決められた１種類の擬似雑音符号を、入力された送出タイミングでインターフェース部に出力すると共に、インターフェース部が取り出した情報と擬似雑音符号との相関値から複数の相関ピークのピーク値及びピーク位置を求める変復調部と、
データ「０」およびデータ「１」の送出タイミングをデータ「０」の送出タイミングとデータ「１」の送出タイミングの間に空白時間を入れて同期信号生成部からの電源同期信号を基にして生成し、送信するデータに対応する送出タイミングを変復調部に送ると共に、変復調部が求めたピーク値のうちしきい値以上のピーク値があらかじめ設定された数以上ピーク位置を認識するウィンドウ内にある場合に、しきい値以上のピーク値に対応する送出タイミングを調べて、データの種類を判別する通信制御部と
を備えることを特徴とするスペクトル拡散通信装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27406395A JP3582915B2 (ja) | 1995-10-23 | 1995-10-23 | スペクトル拡散通信方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27406395A JP3582915B2 (ja) | 1995-10-23 | 1995-10-23 | スペクトル拡散通信方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09116525A JPH09116525A (ja) | 1997-05-02 |
| JP3582915B2 true JP3582915B2 (ja) | 2004-10-27 |
Family
ID=17536458
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27406395A Expired - Fee Related JP3582915B2 (ja) | 1995-10-23 | 1995-10-23 | スペクトル拡散通信方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3582915B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5172486B2 (ja) * | 2008-06-12 | 2013-03-27 | パナソニック株式会社 | 同期点検出方法及び通信装置 |
-
1995
- 1995-10-23 JP JP27406395A patent/JP3582915B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09116525A (ja) | 1997-05-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3582915B2 (ja) | スペクトル拡散通信方法および装置 | |
| JP3291607B2 (ja) | 列車検知装置 | |
| JPH09321735A (ja) | スペクトル拡散通信方法および装置 | |
| JPH09321737A (ja) | スペクトル拡散通信方法および装置 | |
| JP2780696B2 (ja) | キャリア検出装置 | |
| JP2999368B2 (ja) | 同期装置 | |
| JP3444694B2 (ja) | スペクトル拡散通信方法および装置 | |
| JP3322915B2 (ja) | スペクトル拡散通信における同期追跡方法および同期追跡装置 | |
| JP3391820B2 (ja) | スペクトル拡散通信装置 | |
| JP2974479B2 (ja) | スペクトル拡散通信における相関信号のピーク検出装置 | |
| JPH10135878A (ja) | スペクトル拡散通信方法および装置 | |
| JPH0577223B2 (ja) | ||
| JP2860614B2 (ja) | スペクトラム拡散通信装置 | |
| JP2823341B2 (ja) | スペクトル拡散通信方式および装置 | |
| JP2571122B2 (ja) | マンチェスタｍ系列符号変調装置 | |
| JPH06132929A (ja) | スペクトル拡散通信におけるキャリア検出方法およびキャリア検出器 | |
| JPH06132930A (ja) | スペクトル拡散通信における同期捕捉方法および同期捕捉装置 | |
| JPH10135871A (ja) | スペクトル拡散通信方法および装置 | |
| JP2805542B2 (ja) | スペクトラム拡散信号復調方式及び装置 | |
| JP2758920B2 (ja) | Ｃｓｋ通信装置 | |
| JP3203457B2 (ja) | 列車検知装置 | |
| JP2827052B2 (ja) | スペクトラム拡散信号復調装置 | |
| JP3094005B2 (ja) | スペクトル拡散信号を復号化するための装置及び方法、並びにスペクトル拡散信号を送信しかつ受信するための装置及び方法 | |
| JP2809879B2 (ja) | スペクトル拡散相関器 | |
| JP2571123B2 (ja) | マンチェスタｍ系列符号変調装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040407 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040601 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040614 |
|
| A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20040617 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040707 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040727 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |